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关键词： 光通信   无源光互连   光互连数据中心   三偏振复用   阵列波导光栅  

摘要： 在基于阵列波导光栅的光互连数据中心中，每个节点可以接收由任意波长携带的多个信号，如果节点无法分离信号，则可能导致信道冲突。提出了一种三信道接收方案，允许每个节点同时接收任意一组三个波长的信号（即防冲突）。任意两个信号之间的偏振差为60°。在接收时，复合信号被分到三个偏振分束器，然后经过三个光电检测器。每个偏振分束器滤除一个信号，随后的光电检测器检测另外两个信号。三个信号可以通过在电域或数字域中的算术运算从检测结果中复原。改进后的方案不需要波长可调谐接收器或冗余接收器并实现了单个节点可以同时接收任意一组三个波长的信号。仿真结果验证了改进后方案的可行性。

关键词： 波分复用技术   解复用器   凹面阶梯光栅   串扰   波长漂移  

摘要： 针对波分复用光通信系统中、高质量信号传输对解复用的要求，本文从凹面阶梯光栅解复用器的消串扰和改善波长漂移两方面入手，将消串扰设计归纳为罗兰圆型、非罗兰圆型以及多个光栅级联三种结构；而将改善波长漂移的方法总结为抑制偏振、平坦光谱两种类型。在介绍凹面光栅解复用原理的基础上，综述了消串扰、改善波长漂移的研究进展；分析了各方案消串扰、改善波长漂移所具有的优势；指出了消串扰、改善波长漂移需要满足的条件；并展望了解复用器未来可能的发展方向。

关键词： 光纤光学   飞机引气   光纤布拉格光栅   温度传感   分布式阵列传感器   大量程  

摘要： 目前飞机引气管泄漏监测系统主要采用共晶盐电类过热探测器作为其温度传感单元，为了克服该系统现有存在的电磁兼容性差、测量精度低，响应时间慢等技术瓶颈，研究了一种飞机引气管道泄漏探测的线型阵列光纤传感探头，采用数学建模与模拟仿真的方法进行了光纤光栅阵列参数设计、封装结构体设计等，并进行了实验验证与数学分析。研究表明：该传感探头具备了一定的应变免疫与振动抵抗能力，感温精度10cm，定位精度1m，温度测量精度±3℃，工作温度0-180℃。此研究结果为替代共晶盐类泄漏探测传感器实现远距离分布式兼顾轻量化的飞机引气泄漏温度测量提出一种新思路。

关键词： 非线性表征   概率潜在因子张量模型   实例频率   非线性映射   数据稀疏性   CP分解   不平衡分布   正则项  

摘要： 针对具有极度稀疏和不平衡的非负不完整数据的填补问题，文中提出了一种非线性表征的概率潜在因子张量模型。通过合理假设数据的概率分布作为先验信息，缓解数据的稀疏性。利用非线性映射实现对数据中每一非负元素的非线性表征，提高模型的表征能力。考虑到数据的不平衡性，对传统正则化项添加基于实例频率的权重，增加正则化项的有效性和针对性。实验结果表明，所提模型在补全精度和时间成本方面较现有模型具有有明显提升。

关键词： 弱反射光纤光栅   单片机   解调   温度  

摘要： 【目的】本研究旨在设计并搭建一种针对弱反射光纤光栅（WFBG）的传感解调系统，该系统通过创新的测量流程优化，实现对微弱反射信号的高精度采集与处理，旨在提高温度传感的灵敏度和线性度，同时确保系统的稳定性和重复性。【方法】研究中，我们首先构建了一个基于光电转换器的信号采集系统，该系统能够将WFBG的微弱反射信号转换并放大为电压信号。随后，通过单片机实现了对放大后的电压信号的高效采集。引入误差理论并优化重复测量次数，有效降低了随机误差的影响。同时采取措施减少了测量带来的潜在延时，确保快速准确的数据处理。此外，进行了温度响应特性的实验研究，评估系统在30℃-80℃范围内的性能。【结果】实验结果表明，所设计的传感解调系统在温度测量范围内表现出优异的性能。具体而言，系统展现出的温度灵敏度高达11.55 pm/℃，且线性度高达0.99262，这表明了其在温度测量上的高精度和良好的线性特性。此外，系统的稳定性与重复性经过严格测试，进一步证实了其在实际应用场景中的可靠性和有效性。【结论】综上所述，本研究成功设计并实现了一种结构简单、成本效益高的弱反射光纤光栅传感解调系统。该系统不仅在温度传感方面表现出高精度和高稳定性，而且其创新的结构和优化的测量流程也使其适用于弱光栅传感阵列信号的解调。这一研究成果对于推动光纤传感技术的发展具有重要意义。

关键词： 智能凝胶   光栅结构   温度响应   体积相变   智能检测  

摘要： 深入研究光栅几何结构参数对智能凝胶光栅传感器检测性能的定量影响规律是实现其结构优化设计的重要前提。本文设计了一种由N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）单体与大分子交联剂四臂聚乙二醇丙烯酰胺（tetra-arm-PEGAAm）聚合而成的温度响应型智能凝胶光栅传感器，并采用微接触印刷法制备了三种不同槽深的凝胶光栅，由此研究光栅结构对检测性能的影响规律。研究结果表明，制备得到的凝胶光栅在干态和湿态下其表面微观结构均表现出高度的规整和有序性，且其具有高透明度，并能实现实时可逆响应。此外，在相同的温度刺激下，PNIPAM凝胶光栅的高度越大，衍射信号越强，呈现出更显著的衍射效率变化和信号放大效应。相关研究结果可为智能凝胶光栅传感器的结构优化设计提供理论指导。

关键词： 光栅设计   光学设计   严格耦合波分析   超表面   微结构设计  

摘要： 通过对傅里叶模态法（Fourier Modal Method），也称严格的耦合波分析算法（Rigorous Coupled Wave Analysis）的攻关与研究，文章介绍了一款国产的光栅设计与分析软件——光栅设计者，该软件独立开发，并达到了完全自主可控，旨在填补国内光栅光学设计分析软件的空白。软件从算法开发与攻关开始，目前已取得了重大进展并即将发布。软件全部核心代码自主率达到100%，与Virtual Lab和Gsolver等国际主流光栅设计软件的计算精度相当，且提供了更多的光栅类型设计与分析支持，涵盖了一维、二维光栅与微结构和超表面等复杂光学结构。光栅设计者以简明的界面，表格化的参数输入，灵活多变的光栅结构建模，强大的参数扫描能力和高效的并行效率为特点，降低了用户的学习成本，能够适应从极紫外到太赫兹波段的电磁场计算与分析。

关键词： 7075铝合金   激光重熔   表面织构   覆盖率   摩擦学性能  

摘要： 为了提高7075铝合金的耐磨性能。采用不同扫描速度在铝合金表面进行激光重熔处理，分析了重熔区的组织和纳米硬度，研究重熔处理对7075铝合金表面力学性能的影响，以及不同织构覆盖率对7075铝合金表面的磨损行为，并分析了微光栅织构对重熔表面的磨损机理。激光重熔处理对7075铝合金组织和力学性能均有影响，与未重熔的基体相比，激光重熔区的硬度得到明显提升，当扫描速度增加到900 mm/s时，重熔区的硬度高达1957.9 MPa，硬度提高了约88.8%；激光重熔表面处理对铝合金的抗拉强度影响不大、其织构方向对伸长率影响明显；随着织构覆盖率的增加，在水润滑条件下的平均摩擦系数和磨损量都呈现出先减小后增大的趋势，其中20%织构覆盖率比未重熔的试样摩擦系数降低了约16.7%，而磨损量降低了约48.8%。微光栅织构构筑起的硬-软交替“三明治”结构可以有效抑制大而深的剥落形成，它为氧化磨屑在摩擦界面的集聚提供了容纳空间，从而有效降低了摩擦副材料的去除，并促使磨损机制由磨粒磨损和疲劳磨损的双重损伤转变为以轻微疲劳剥落特征为代表的疲劳磨损，进一步提高了7075铝合金的耐磨性能。

关键词： 声发射   光纤光栅阵列   撞击定位   小波分析   传感器网络  

摘要： 无损检测中使用的声发射主要是通过分析机械结构中传播的弹性波，利用生成的声波携带信息可以确定结构的完整性。为了实现对于仪器损伤的精准定位，本文提出利用正交光纤光栅传感器网络及其对称三角形布置应用于声发射定位的方法，有效减少由光纤光栅轴和声波传播方向之间的角度造成的误差。该方法基于小波变换，利用声发射源形成的兰姆波中不同频率波到达的相对时间差来求解声发射信号，并采用建立的椭圆算法实现对声发射源的定位，实验最终得到平均误差为2.95cm。本文还探究了声发射源距离对传感器接收信号的影响。该研究对仪器的损伤及缺陷定位有较大意义。